一种变风量阀门控制装置及其控制方法与流程

1.本发明涉及阀门控制领域，尤其涉及一种变风量阀门控制装置及其控制方法。


背景技术：

2.变风量蝶阀应用于实验室通风柜通风，起到了保证实验室安全的作用，更是大大降低了实验室的能耗、提升了房间的舒适度，并且可以作为智能终端接入智慧控制系统，提升实验室的智慧化水平，是现在实验室通风的标准配置产品。
3.实验室既属于风险环境，又是科研人员重要的工作场所，实验过程中会产生大量的污染物和有毒有害气体，通风系统应能快速而有效地排除危害健康的污染物，所以对风量控制的精度和风量变化响应速度要求高。
4.现有产品存在着直接使用风量传感器采集风量后，通过对照风量差值和控制阀门角度的变化，但由于风量直接采集难度较大，需要采集其他信号进行组合式计算，在实际控制中，存在着反应时间长，精度较低误差较大的问题。
5.因此，有必要提供一种新的变风量阀门控制装置及其控制方法解决上述技术问题。


技术实现要素：

6.为解决上述技术问题，本发明提供一种具有反馈速度块，实现风量的快速、精准控制的变风量阀门控制装置及其控制方法。
7.本发明提供的变风量阀门控制装置及其控制方法，包括蝶阀主体，所述蝶阀主体的顶部设置有控制器，所述控制器的一侧设置有执行器，所述执行器的一侧连接有蝶片，所述蝶片设置于蝶阀主体的内腔，所述蝶片用于调节蝶阀主体内部流速，所述蝶阀主体的内部设置有差压传感器采集环。
8.为了达到提高阀门控制精度，解决密封不严的问题的效果，作为本发明提供一种变风量阀门控制装置及其控制方法，优选的，所述蝶片包括设置有内部的环形硅胶板，所述蝶片的内部设置有铆钉，所述铆钉插设于环形硅胶板的内部。
9.为了达到便于安装差压传感器的效果，作为本发明提供一种变风量阀门控制装置及其控制方法，优选的，所述差压传感器采集环包括有第一采集环，所述第一采集环的一侧连接有第二采集环，所述第一采集环和第二采集环的内部均连接有限位环。
10.为了达到采用粘接工艺的效果，作为本发明提供一种变风量阀门控制装置及其控制方法，优选的，所述第一采集环的外侧布设有卡槽，所述第二采集环的外侧连接有与卡槽配合使用的凸块，所述凸块插设于卡槽的内部。
11.为了达到减少焊接变形采集信号稳定的效果，作为本发明提供一种变风量阀门控制装置及其控制方法，优选的，所述铺粉机构包括设置于设置于箱体内部的推板，所述差压传感器采集环还包括有第三采集环和第四采集环，所述第三采集环和第四采集环的内部分别布设有第一凹槽和第二凹槽，所述第一采集环和第二采集环内部限位环的外侧插设于第
一凹槽和第二凹槽的内部。
12.为了达到安装差压传感器的效果，作为本发明提供一种变风量阀门控制装置及其控制方法，优选的，所述第三采集环的内部布设有走线孔，所述走线孔贯穿蝶阀主体的内部并延伸至外界。
13.一种变风量阀门控制方法，由上述装置执行，包括以下步骤：
14.步骤一：通过将传感器通过走线孔插入到差压传感器采集环的内部，差压传感器采集环的外侧开设有采集空，走线孔的外侧进行密封处理，通过将控制器的设定值设定为面风速0.5m/s，通过公式面风速0.5m/s，通过公式计算出对应的理论差压值；
15.步骤二：差压传感器采集环采集蝶阀主体内部流动速度，而控制器通过而分析实际采集值，采集值超过设定值时，控制器通过将数值传输到主控器并且启动执行器，执行器控制蝶片的角度和位置，控制蝶阀主体内部风量流速；
16.步骤三：差压传感器采集环采集的实际差压值，通过计算与理论差压值差值相结合，控制器主控板集成pid算法计算阀门运行角度，反馈给执行器动作。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
18.该变风量阀门控制装置，差压传感器采集环分为第一采集环、第二采集环、第三采集环和第四采集环四个部分，利用差压采集孔与蝶阀主体进行固定，具有结构简单，采集信号稳定的优点；
19.该变风量阀门控制方法，采用差压传感器采集信号，用直接采集的差压信号通过pid闭环运算控制执行器3动作，实现蝶片4转动进行风量的控制，风量变化调整时间快，同时精度更高。
附图说明
20.图1为本发明提供的变风量阀门控制装置的一种较佳实施例的结构示意图；
21.图2为图1所示蝶阀主体的内部结构示意图；
22.图3为图2所示差压传感器采集环的部分结构展开图；
23.图4为图2所示差压传感器采集环的部分结构展开图；
24.图5为图2所示蝶片的结构示意图；
25.图6为本发明变风量阀门控制方法示意图。
26.图中标号：1、蝶阀主体；2、控制器；3、执行器；4、蝶片；41、环形硅胶板；42、铆钉；5、差压传感器采集环；51、第一采集环；52、第二采集环；53、凸块；54、卡槽；55、限位环；56、第三采集环；57、第一凹槽；58、第四采集环；59、第二凹槽；6、走线孔。
具体实施方式
27.下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
28.请结合参阅图1、图2、图3、图4、图5和图6，其中图1为本发明提供的变风量阀门控制装置的一种较佳实施例的结构示意图；图2为图1所示蝶阀主体的内部结构示意图；图3为图2所示差压传感器采集环的部分结构展开图；图4为图2所示差压传感器采集环的部分结
构展开图；图5为图2所示蝶片的结构示意图；图6为本发明变风量阀门控制方法示意图。变风量阀门控制装置及其控制方法，包括蝶阀主体1，蝶阀主体1的顶部设置有控制器2，控制器2的一侧设置有执行器3，执行器3的一侧连接有蝶片4，蝶片4设置于蝶阀主体1的内腔，蝶片4用于调节蝶阀主体1内部流速，蝶阀主体1的内部设置有差压传感器采集环5。
29.在具体实施过程中，如图1和图5所示，蝶片4包括设置有内部的环形硅胶板41，蝶片4的内部设置有铆钉42，铆钉42插设于环形硅胶板41的内部。
30.参考图2和图3所示，差压传感器采集环5包括有第一采集环51，第一采集环51的一侧连接有第二采集环52，第一采集环51和第二采集环52的内部均连接有限位环55。
31.参考图4所示，第一采集环51的外侧布设有卡槽54，第二采集环52的外侧连接有与卡槽54配合使用的凸块53，凸块53插设于卡槽54的内部。
32.参考图2和图3所示，差压传感器采集环5还包括有第三采集环56和第四采集环58，第三采集环56和第四采集环58的内部分别布设有第一凹槽57和第二凹槽59，第一采集环51和第二采集环52内部限位环55的外侧插设于第一凹槽57和第二凹槽59的内部。
33.需要说明的是：差压传感器采集环5，分为第一采集环51、第二采集环52、第三采集环56和第四采集环58四部分，模具直接成形，先组装成形，再安装到阀体内，模具连接的部分模具成形时设计连接的活扣，连接时打胶，在密封的同时，连接紧固。整体与阀体连接时，可以利用差压采集孔与阀体进行固定，控制器2与执行器3电性连接，控制器2和执行器3的底部与蝶阀主体1的外侧焊接固定，差压传感器采集环5整体与阀体连接时，可以利用差压采集孔与阀体进行固定，环形硅胶板41卡设于蝶片4的内部，并通过铆钉42进行固定连接，第二采集环52外侧的凸块53插设于第一采集环51一侧的卡槽54的内部，第三采集环56和第四采集环58套设在第一采集环51和第二采集环52的外侧，限位环55插设于第一凹槽57和第二凹槽59的内部进行卡接。
34.参考图1和图4所示，第三采集环56的内部布设有走线孔6，走线孔6贯穿蝶阀主体1的内部并延伸至外界。
35.需要说明的是：传感器通过走线孔6插入到第一采集环51和第二采集环52的内部，通过将传感器通过走线孔6插入到差压传感器采集环5的内部，差压传感器采集环5的外侧开设有采集空，走线孔6的外侧进行密封处理，通过将控制器2的设定值设定为面风速0.5m/s，通过公式q＝l*h*v1、计算出对应的理论差压值；差压传感器采集环5采集蝶阀主体1内部流动速度，而控制器2通过而分析实际采集值，采集值超过设定值时，控制器2通过将数值传输到主控器并且启动执行器3，执行器3控制蝶片4的角度和位置，控制蝶阀主体1内部风量流速；差压传感器采集环5采集的实际差压值，通过计算与理论差压值差值相结合，控制器2主控板集成pid算法计算阀门运行角度，反馈给执行器3动作。
36.综上：在使用时，本发明蝶片4外圈与蝶阀主体1腔体留有2mm间隙，蝶片4外圈采用挂胶工艺，刮胶厚度2.5mm，确保蝶片4与蝶阀主体1，蝶阀腔体接触变形0.5mm，让蝶片4与阀门腔体接触保持预紧力，提高阀门控制精度，解决密封不严的问题。为保证长期使用挂胶布脱落，挂胶后，挂胶层与蝶片4本体铆钉42固定，具有密封性好，阀门控制精度高，减少碟片转动轴磨损，提高使用寿命，碟片使用寿命长的优点。
37.本发明涉及的差压传感器采集环5，分为第一采集环51、第二采集环52、第三采集
环56和第四采集环58四个部分，模具直接成形，先组装成形，再安装到蝶阀主体1内，模具连接的部分模具成形时设计连接的活扣，连接时打胶，在密封的同时，连接紧固，差压传感器采集环5整体与蝶阀主体1内腔连接时，可以利用差压采集孔与蝶阀主体1进行固定，具有结构简单，工艺路径短，密封严密，模具成形，采用粘接工艺，减少焊接变形，采集信号稳定的优点；
38.本发明涉及的控制方法，采用差压传感器采集信号，用直接采集的差压信号通过pid闭环运算控制执行器3动作，实现蝶片4转动进行风量的控制，通过设定的面风速0.5m/s，通过公式q＝l*h*v1、转换为对应的理论差压值，采集传感器实际差压值，计算与理论差压值差值，主控板集成pid算法计算阀门运行角度，反馈给执行器3动作，实现风量的快速、精准控制，直接采用差压值做pid闭环控制，直接用采集信号作为控制信号，风量变化调整时间比现有产品快2-5s，同时精度更高。
39.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种变风量阀门控制装置，其特征在于，包括蝶阀主体(1)，所述蝶阀主体(1)的顶部设置有控制器(2)，所述控制器(2)的一侧设置有执行器(3)，所述执行器(3)的一侧连接有蝶片(4)，所述蝶片(4)设置于蝶阀主体(1)的内腔，所述蝶片(4)用于调节蝶阀主体(1)内部流速，所述蝶阀主体(1)的内部设置有差压传感器采集环(5)。2.根据权利要求1所述的变风量阀门控制装置，其特征在于，所述蝶片(4)包括设置有内部的环形硅胶板(41)，所述蝶片(4)的内部设置有铆钉(42)，所述铆钉(42)插设于环形硅胶板(41)的内部。3.根据权利要求1所述的变风量阀门控制装置，其特征在于，所述差压传感器采集环(5)包括有第一采集环(51)，所述第一采集环(51)的一侧连接有第二采集环(52)，所述第一采集环(51)和第二采集环(52)的内部均连接有限位环(55)。4.根据权利要求1所述的变风量阀门控制装置，其特征在于，所述第一采集环(51)的外侧布设有卡槽(54)，所述第二采集环(52)的外侧连接有与卡槽(54)配合使用的凸块(53)，所述凸块(53)插设于卡槽(54)的内部。5.根据权利要求4所述的变风量阀门控制装置，其特征在于，所述差压传感器采集环(5)还包括有第三采集环(56)和第四采集环(58)，所述第三采集环(56)和第四采集环(58)的内部分别布设有第一凹槽(57)和第二凹槽(59)，所述第一采集环(51)和第二采集环(52)内部限位环(55)的外侧插设于第一凹槽(57)和第二凹槽(59)的内部。6.根据权利要求1所述的变风量阀门控制装置，其特征在于，所述第三采集环(56)的内部布设有走线孔(6)，所述走线孔(6)贯穿蝶阀主体(1)的内部并延伸至外界。7.一种变风量阀门控制方法，由权利要求1-6任一所述一种变风量阀门控制装置执行，其特征在于，包括以下步骤:步骤一：通过将传感器通过走线孔(6)插入到差压传感器采集环(5)的内部，差压传感器采集环(5)的外侧开设有采集空，走线孔(6)的外侧进行密封处理，通过将控制器(2)的设定值设定为面风速0.5m/s，通过公式计算出对应的理论差压值；步骤二：差压传感器采集环(5)采集蝶阀主体(1)内部流动速度，而控制器(2)通过而分析实际采集值，采集值超过设定值时，控制器(2)通过将数值传输到主控器并且启动执行器(3)，执行器(3)控制蝶片(4)的角度和位置，控制蝶阀主体(1)内部风量流速；步骤三：差压传感器采集环(5)采集的实际差压值，通过计算与理论差压值差值相结合，控制器(2)主控板集成pid算法计算阀门运行角度，反馈给执行器(3)动作。

技术总结
本发明提供的变风量阀门控制装置及其控制方法，蝶阀主体，蝶阀主体的顶部设置有控制器，控制器的一侧设置有执行器，执行器的一侧连接有蝶片，蝶片设置于蝶阀主体的内腔，蝶片用于调节蝶阀主体内部流速，蝶阀主体的内部设置有差压传感器采集环，差压传感器采集环，分为四部分，模具直接成形，先组装成形，再安装到阀体内，模具连接的部分模具成形时设计连接的活扣。整体与阀体连接时，可以利用差压采集孔与阀体进行固定，解决了直接使用风量传感器采集风量后，通过对照风量差值和控制阀门角度的变化，但由于风量直接采集难度较大，需要采集其他信号进行组合式计算，在实际控制中，存在着反应时间长，精度较低误差较大的问题。精度较低误差较大的问题。精度较低误差较大的问题。


技术研发人员：高静怡 刘西征
受保护的技术使用者：湖南至和智能技术有限公司
技术研发日：2023.04.18
技术公布日：2023/7/25